Considere as reações abaixo. Faça o balanceamento da equação química usando números inteiros e calcule o valor da constante de equilíbrio da reação a 298 K . Dica: Consulte uma tabela de dados termodinâmicos.
a) (0,5 ponto ) N2(g)+H2(g) <=ftharpoons NH3(g)

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem que fazer duas coisas: primeiro balancear a reação
N2(g) + H2(g) <=ftharpoons NH3(g)
e depois calcular a constante de equilíbrio a 298 K, usando termodinâmica. Isso é Equilíbrio Químico + Termodinâmica (ΔG e constante K). Para resolver, vamos precisar:
  1. Lei da conservação de átomos (para balancear).
  2. Tabela de ΔG°f (gibbs padrão de formação) das substâncias a 298 K.
  3. Fórmula ΔG°(reação) = ΣΔG°f (produtos) – ΣΔG°f (reagentes) e ΔG° = –RT·ln K.

Passo 2

Balanceando a reação:
  • Nitrogênio ( N2(g) + 3,H2(g) long<=ftrightarrow 2,NH3(g) ): tem 2 átomos em e 1 em cada NH₃. Para igualar, preciso de 2 NH₃ de um lado:
    dá 2×1=2 nitrogênios.
  • Hidrogênio ( ): em 2 NH₃ eu tenho 2×3=6 átomos de H. Então preciso de 6 H vindos de H₂, ou seja, 3 moléculas de H₂.
    Portanto a equação balanceada é:

Passo 3

Agora, teoria de Termodinâmica: a constante de equilíbrio De se relaciona com a variação de energia livre-padrão da reação via
çã
Para isso, preciso dos ΔG°f de cada substância (valores a 298 K):
  • kJ/mol
  • kJ/mol
  • kJ/mol

Passo 4

Calcular ΔG° da reação:
Deçã
Substituindo:
Deçã

Passo 5

Agora, usar ln K = -De. Com K = e^13,28 approx 5,9times10^5 e :
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Resposta

A equação balanceada é
N2(g) + 3,H2(g) <=ftharpoons 2,NH3(g)
e a constante de equilíbrio a 298 K é
K approx 5,9times10^5

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